磷肥供應(yīng)對(duì)設(shè)施結(jié)球萵苣產(chǎn)量和磷肥利用率的影響

陳 娟 廖 洪 趙永志 曲明山* 韓 寶 趙 躍 吳萬君 趙 懿張懷文

（1北京市土肥工作站，北京 100029；2房山區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，北京 102488；3大興區(qū)土肥工作站，北京102600；4通州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 101101；5延慶縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 102100；6順義區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，北京 101300）

磷肥供應(yīng)對(duì)設(shè)施結(jié)球萵苣產(chǎn)量和磷肥利用率的影響

陳 娟1 廖 洪1 趙永志1 曲明山1* 韓 寶2 趙 躍3 吳萬君4 趙 懿5張懷文6

（1北京市土肥工作站，北京 100029；2房山區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，北京 102488；3大興區(qū)土肥工作站，北京102600；4通州區(qū)農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 101101；5延慶縣農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣站，北京 102100；6順義區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究所，北京 101300）

確定土壤有效磷供應(yīng)臨界值及合理的施肥措施，是菜田磷肥合理施用、獲得作物高產(chǎn)的基礎(chǔ)。通過在北京郊區(qū)5個(gè)區(qū)、縣開展結(jié)球萵苣磷肥施用試驗(yàn)（處理1：不施有機(jī)肥，不追施磷肥；處理2：施用有機(jī)肥，基肥不施磷肥，不追施磷肥；處理3：施用有機(jī)肥，磷肥一次性底施，不追施磷肥；處理4：施用有機(jī)肥，磷肥在基肥和3次追肥時(shí)施用；處理5：施用有機(jī)肥，磷肥一次性底施，施用量為處理3的2倍，不追施磷肥），利用線性加平臺(tái)模型分析京郊菜田土壤有效磷含量與結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量之間的關(guān)系，以及不同施肥措施對(duì)結(jié)球萵苣產(chǎn)量和磷肥農(nóng)學(xué)利用率的影響。結(jié)果表明：京郊地區(qū)設(shè)施結(jié)球萵苣土壤有效磷臨界值為81.2 mg·kg-1。當(dāng)土壤Olsen-P含量＜81.2 mg·kg-1時(shí)，處理2、處理3、處理4和處理5分別比處理1（空白對(duì)照）增產(chǎn)7.73%、12.80%、18.60%和12.56%，其中處理4的平均產(chǎn)量最高；各試驗(yàn)點(diǎn)各處理的磷肥農(nóng)學(xué)利用率均為正值。當(dāng)土壤Olsen-P含量＞81.2 mg·kg-1時(shí)，增施磷肥不僅不能使結(jié)球萵苣明顯增產(chǎn)，還會(huì)增加環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)。因此，對(duì)于京郊地區(qū)設(shè)施結(jié)球萵苣生產(chǎn)，土壤有效磷含量＜81.2 mg·kg-1時(shí)，推薦采用施用有機(jī)肥、磷肥在基肥和3次追肥時(shí)施用的施肥方法；當(dāng)土壤有效磷含量＞81.2 mg·kg-1時(shí)，當(dāng)季生產(chǎn)可以不施磷肥。

結(jié)球萵苣；土壤有效磷臨界值；施肥措施；產(chǎn)量；磷肥農(nóng)學(xué)利用率

結(jié)球萵苣（Lactuca sativa L. var. capitata L.）俗稱生菜，是菊科萵苣屬一年生或二年生草本植物，因其富含維生素、胡蘿卜素和微量元素等營養(yǎng)成分深受人們喜愛，是北京地區(qū)設(shè)施栽培的主要葉菜類蔬菜之一。近年來北京市結(jié)球萵苣生產(chǎn)發(fā)展很快，種植面積逐年增加，2013年播種面積達(dá)到0.57萬hm2（8.5萬畝），其中設(shè)施栽培面積占54%左右（北京市統(tǒng)計(jì)局，2014）。

磷作為植物生長(zhǎng)必需的大量營養(yǎng)元素之一，對(duì)提高作物產(chǎn)量具有重要作用（徐巖和于海業(yè)，2011）。但是菜農(nóng)在生產(chǎn)中往往為了追求高產(chǎn)而過量施用磷肥（張國發(fā) 等，2015），目前京郊地區(qū)傳統(tǒng)灌溉條件下農(nóng)戶磷肥總投入量為462～686 kg·hm-2，遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過萵苣本身的養(yǎng)分吸收量24～97 kg·hm-2，造成大量磷肥盈余（葉芳芳，2016）。過量施用磷肥不僅抑制植株根系的發(fā)育，造成作物產(chǎn)量降低、肥料利用率下降、資源浪費(fèi)，同時(shí)還會(huì)導(dǎo)致環(huán)境污染。土壤中過量的磷素向下移動(dòng)進(jìn)入地下水，或隨地表徑流和土壤侵蝕進(jìn)入河流湖泊，導(dǎo)致水體富營養(yǎng)化（Sharpley et al.，2000；McDowell & Sharpley，2004）。

適宜的根層磷素供應(yīng)對(duì)于作物生長(zhǎng)至關(guān)重要，確定土壤有效磷臨界值對(duì)于菜田磷素推薦合理用量具有重要的參考價(jià)值（Tang et al.，2009；李宇虹 等，2012）。Mallarino和Blackmer（1992）研究表明，當(dāng)土壤有效磷含量低于臨界值時(shí)增施磷肥會(huì)產(chǎn)生明顯的增產(chǎn)效果，高于臨界值時(shí)增施磷肥則無明顯增產(chǎn)效果。目前針對(duì)作物土壤有效磷臨界值的研究主要集中在小麥、玉米等糧食作物上，在蔬菜作物上的研究相對(duì)缺乏，尤其是在結(jié)球萵苣上。在確定土壤有效磷臨界值的同時(shí)，合理優(yōu)化施肥量及施肥措施也是菜田磷肥推薦、作物獲得高產(chǎn)的關(guān)鍵。

本試驗(yàn)通過在京郊5個(gè)區(qū)縣11個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)開展結(jié)球萵苣磷肥施用試驗(yàn)，利用線性加平臺(tái)模型分析京郊菜田土壤有效磷含量與結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量之間的關(guān)系，為京郊地區(qū)合理磷素管理提供參考；并且研究了磷肥有機(jī)無機(jī)配施、一次性施用、基肥追肥配施等措施對(duì)結(jié)球萵苣產(chǎn)量和磷肥農(nóng)學(xué)利用率的影響，為確定京郊地區(qū)適宜的磷肥施用措施提供參考。

1 材料與方法

1.1 試驗(yàn)材料

試驗(yàn)于2013年在北京市通州區(qū)、延慶縣、大興區(qū)、順義區(qū)、房山區(qū)等結(jié)球萵苣主要生產(chǎn)區(qū)進(jìn)行。供試結(jié)球萵苣品種為射手101，由大興區(qū)示范站統(tǒng)一育苗；各試驗(yàn)點(diǎn)的栽培方式均為傳統(tǒng)的畦栽，種植密度60 000株·hm-2，秋冬茬栽培9月定植，12月收獲。

1.2 試驗(yàn)方法

試驗(yàn)設(shè)5個(gè)處理：處理1（空白對(duì)照），不施有機(jī)肥，不追施磷肥；處理2，施用有機(jī)肥，基肥不施磷肥，不追施磷肥；處理3，施用有機(jī)肥，磷肥一次性底施，不追施磷肥；處理4，施用有機(jī)肥，磷肥在基肥和3次追肥時(shí)施用；處理5，施用有機(jī)肥，磷肥一次性底施（用量為處理3的2倍），不追施磷肥。各處理磷肥（純P）施用總量分別為0、9.26、12.26、12.26、15.26 kg·（667 m2）-1；氮、鉀施用量分別為18 kg·（667 m2）-1和10 kg·（667 m2）-1，具體施肥情況如表1所示。每處理3次重復(fù)，隨機(jī)區(qū)組排列，小區(qū)面積26 m2。各試驗(yàn)點(diǎn)各處理生產(chǎn)過程中的栽培管理措施、病蟲害防治等均一致。

表1 各處理基本施肥情況

1.3 項(xiàng)目測(cè)定

施底肥前測(cè)定0～20 cm土層土壤pH值及有機(jī)質(zhì)、全氮、有效磷、速效鉀含量。土壤pH值，水土比2.5∶1浸提，采用pH計(jì)測(cè)定；有機(jī)質(zhì)含量采用重鉻酸鉀外加熱法測(cè)定；土壤全氮含量采用濃硫酸混合加速劑消煮-半微量蒸餾定氮法測(cè)定；土壤有效磷含量采用0.5 mol·L-1NaHCO3浸提-鉬銻抗比色法測(cè)定；土壤速效鉀含量采用1 mol·L-1中性NH4OAc-火焰光度法測(cè)定（鮑士旦，2000）。

收獲時(shí)每小區(qū)分別采收測(cè)產(chǎn)。

相對(duì)產(chǎn)量=空白對(duì)照產(chǎn)量/處理產(chǎn)量×100%

磷肥農(nóng)學(xué)利用率=〔（處理產(chǎn)量-空白對(duì)照產(chǎn)量）/磷肥施用量〕×100%

1.4 數(shù)據(jù)處理

采用Excel軟件及SAS軟件對(duì)試驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析；運(yùn)用線性加平臺(tái)模型擬合土壤有效磷含量與結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量之間的關(guān)系，從而得到土壤有效磷供應(yīng)臨界指標(biāo)。

y=ax+b（x＜c）

y=p（x≥c）

式中，y為相對(duì)產(chǎn)量（%）；a為斜率參數(shù)；b為截距參數(shù)；x為土壤Olsen-P含量（mg·kg-1）；c為土壤Olsen-P臨界值（mg·kg-1）；p為平臺(tái)相對(duì)產(chǎn)量（%）。

2 結(jié)果與分析

2.1 土壤基本理化性狀

各試驗(yàn)點(diǎn)的土壤基本理化性狀如表2所示，有機(jī)質(zhì)含量在11.7～61.6 g·kg-1之間，全氮含量在0.62～3.71 g·kg-1之間，有效磷含量在6.7～532.1 mg·kg-1之間，速效鉀含量在62.0～997.0 g·kg-1之間，pH值在7.15～8.18之間。說明本試驗(yàn)所選的試驗(yàn)點(diǎn)土壤理化性狀差異較大，可以代表北京地區(qū)的土壤狀況。

2.2 磷肥臨界指標(biāo)確定

通過線性加平臺(tái)模型擬合土壤有效磷含量與結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量之間的關(guān)系，得出京郊地區(qū)結(jié)球萵苣土壤有效磷臨界指標(biāo)為81.2 mg·kg-1。當(dāng)土壤Olsen-P含量＜81.2 mg·kg-1時(shí)，隨著土壤Olsen-P含量的增加，結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量顯著增加；當(dāng)土壤Olsen-P含量≥81.2 mg·kg-1時(shí)，結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量達(dá)到最大值（94.7%），此后土壤Olsen-P含量再增加，結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量也維持不變 （圖1）。

表2 各試驗(yàn)點(diǎn)土壤基本理化性狀

圖1 土壤Olsen-P含量與結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量之間的關(guān)系

2.3 不同磷肥處理對(duì)結(jié)球萵苣產(chǎn)量的影響

依 據(jù) 土 壤Olsen-P含 量 臨 界 指 標(biāo)81.2 mg·kg-1，將11個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)劃分為兩個(gè)區(qū)組：Olsen-P含量＜81.2 mg·kg-1和Olsen-P含量＞81.2 mg·kg-1。

從表3可以看出，當(dāng)土壤Olsen-P含量＜81.2 mg·kg-1時(shí)，除通州區(qū)靛莊2號(hào)棚外，其他4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)各處理之間結(jié)球萵苣產(chǎn)量差異不顯著，但各試驗(yàn)點(diǎn)均表現(xiàn)為隨磷肥施用量的增加結(jié)球萵苣產(chǎn)量呈上升趨勢(shì)，處理2、處理3、處理4和處理5比空白對(duì)照（處理1）分別增產(chǎn)7.73%、12.80%、18.60%和12.56%，其中處理4除大興區(qū)示范站外的其他試驗(yàn)點(diǎn)產(chǎn)量均為最高。當(dāng)土壤Olsen-P含量＞81.2 mg·kg-1時(shí)，增施磷肥不僅不能使結(jié)球萵苣產(chǎn)量明顯增加，反而有下降的趨勢(shì)。

2.4 不同磷肥處理對(duì)磷肥農(nóng)學(xué)利用率的影響

從表4可以看出，當(dāng)土壤Olsen-P含量＜81.2 mg·kg-1時(shí)，各試驗(yàn)點(diǎn)各處理磷肥農(nóng)學(xué)利用率均為正值；除大興區(qū)示范站外，其他4個(gè)試驗(yàn)點(diǎn)均是處理4的磷肥農(nóng)學(xué)利用率最高；施用有機(jī)肥條件下，處理3和處理4的平均磷肥農(nóng)學(xué)利用率分別比處理2增加24.45%和82.10%，處理5的平均磷肥農(nóng)學(xué)利用率反而低于處理2。當(dāng)土壤Olsen-P含量＞81.2 mg·kg-1時(shí)，處理2、處理3和處理5的平均磷肥農(nóng)學(xué)利用率較低，甚至為負(fù)值；處理4的平均磷肥農(nóng)學(xué)利用率為7.0 mg·kg-1。

表3 不同磷肥處理對(duì)結(jié)球萵苣產(chǎn)量的影響

3 結(jié)論與討論

3.1 土壤有效磷臨界值

基于養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法的磷鉀恒量監(jiān)控技術(shù)是進(jìn)行養(yǎng)分推薦的基礎(chǔ)。養(yǎng)分豐缺指標(biāo)法認(rèn)為土壤有效磷水平是作物是否施磷以及磷肥施用量的關(guān)鍵因素（賈小紅 等，2007；李宇虹 等，2012）。土壤養(yǎng)分的豐缺指標(biāo)通常為：相對(duì)產(chǎn)量在50%以下的土壤養(yǎng)分含量為“極低”，在50%～70%的為“低”，在70%～95%的為“中等”，高于95%的為“高”（張福鎖 等，2011）。本試驗(yàn)中，由線性加平臺(tái)模型擬合方程可知，各試驗(yàn)點(diǎn)土壤有效磷含量為0時(shí)，結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量達(dá)到76%，土壤肥力屬于中等水平，基礎(chǔ)地力水平較高；當(dāng)土壤有效磷臨界值為81.2 mg·kg-1時(shí)，結(jié)球萵苣相對(duì)產(chǎn)量達(dá)到94.7%，土壤肥力屬于高水平。本試驗(yàn)得出的結(jié)球萵苣土壤有效磷臨界值為81.2 mg·kg-1，高于葉菜類蔬菜的土壤有效磷臨界值39.1 mg·kg-1（李宇虹 等，2012），也明顯高于小麥和玉米的土壤有效磷臨界值（小麥為14.6 mg·kg-1，玉米為13.2 mg·kg-1）（Tang et al.，2009）。主要原因可能是由于土壤環(huán)境條件和作物生長(zhǎng)特性不同造成的。蔬菜作物根系發(fā)育比糧食作物弱，養(yǎng)分吸收利用率低，雖然單位產(chǎn)量養(yǎng)分需求量低于糧食作物，但目標(biāo)產(chǎn)量水平遠(yuǎn)高于糧食作物，對(duì)養(yǎng)分的總需求量大，導(dǎo)致其土壤有效磷臨界值比糧食作物高。設(shè)施蔬菜產(chǎn)量水平一般高于露地蔬菜，對(duì)土壤磷素供應(yīng)需求高，這可能是導(dǎo)致設(shè)施菜田土壤有效磷供應(yīng)臨界值高的主要原因。另外，設(shè)施生產(chǎn)中易出現(xiàn)土壤次生鹽漬化和酸化等問題，降低土壤中磷素的有效性，抑制根系磷素及其他養(yǎng)分吸收（Grattan & Grieve，1999），使土壤有效磷臨界值偏高。

3.2 不同磷肥處理對(duì)結(jié)球萵苣產(chǎn)量的影響

本試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)土壤Olsen-P含量＜81.2 mg·kg-1時(shí)，與空白對(duì)照（處理1）相比，施用磷肥各處理的結(jié)球萵苣產(chǎn)量都有一定程度的增加，但施磷各處理間產(chǎn)量差異不顯著。表明當(dāng)土壤有效磷含量低于臨界值時(shí)，土壤對(duì)結(jié)球萵苣的磷素供應(yīng)不足以滿足其生長(zhǎng)需求，增施磷肥可以明顯提高結(jié)球萵苣產(chǎn)量，這與前人的研究結(jié)果一致（Mallarino & Blackmer，1992；李宇虹 等，2012）。處理2各試驗(yàn)點(diǎn)的產(chǎn)量均高于處理1，表明增施有機(jī)肥可以增加結(jié)球萵苣產(chǎn)量。有機(jī)肥的投入可以增加土壤有機(jī)質(zhì)含量，改善土壤物理性質(zhì)（張銳 等，1997），活化磷素形態(tài)，促進(jìn)植株根系生長(zhǎng)，進(jìn)而促進(jìn)作物生長(zhǎng)（朱林 等，2001）。處理3、處理4和處理5的產(chǎn)量大多數(shù)高于處理2，表明磷肥有機(jī)無機(jī)配施對(duì)結(jié)球萵苣的增產(chǎn)效果優(yōu)于單施有機(jī)肥，這與王艷博等（2006）和唐明燈等（2012）的研究結(jié)果一致。主要原因是有機(jī)無機(jī)肥配施能更好地調(diào)節(jié)土壤養(yǎng)分的釋放，利于作物對(duì)養(yǎng)分的吸收（王艷博 等，2006）。由于基肥、追肥配施能更好地滿足結(jié)球萵苣整個(gè)生育期對(duì)磷素的需求，故處理4的結(jié)球萵苣平均產(chǎn)量最高。而當(dāng)土壤Olsen-P含量＞81.2 mg·kg-1時(shí)，各處理結(jié)球萵苣產(chǎn)量差距甚小，說明當(dāng)土壤有效磷含量高于臨界值時(shí)，土壤磷素供應(yīng)足以滿足結(jié)球萵苣生長(zhǎng)需求，增施磷肥不僅不能明顯增加結(jié)球萵苣產(chǎn)量，甚至過量施用磷肥還會(huì)造成結(jié)球萵苣減產(chǎn)。

3.3 不同磷肥處理對(duì)磷肥農(nóng)學(xué)利用率的影響

本試驗(yàn)結(jié)果表明，當(dāng)土壤Olsen-P含量＜81.2 mg·kg-1時(shí)，各試驗(yàn)點(diǎn)各處理的磷肥農(nóng)學(xué)利用率都為正值，各處理間磷肥農(nóng)學(xué)利用率的差異主要是由結(jié)球萵苣產(chǎn)量差異引起的。當(dāng)土壤Olsen-P含量＞81.2 mg·kg-1時(shí)，處理2、處理3和處理5的平均磷肥農(nóng)學(xué)利用率較低，甚至為負(fù)值，表明當(dāng)土壤有效磷含量高于臨界值時(shí)，增施磷肥會(huì)造成磷肥的浪費(fèi)，甚至引發(fā)環(huán)境污染問題。

綜上，京郊地區(qū)設(shè)施結(jié)球萵苣土壤有效磷臨界值為81.2 mg·kg-1。當(dāng)土壤有效磷含量低于81.2 mg·kg-1時(shí)，增施磷肥可以提高結(jié)球萵苣產(chǎn)量，其中施用有機(jī)肥、磷肥在基肥和3次追肥時(shí)施用的處理的結(jié)球萵苣產(chǎn)量和磷肥農(nóng)學(xué)利用率最高；當(dāng)土壤有效磷含量高于81.2 mg·kg-1時(shí)，增施磷肥不僅不能增加結(jié)球萵苣產(chǎn)量，還會(huì)增加環(huán)境風(fēng)險(xiǎn)，所以當(dāng)季可以不施磷肥。

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Effects of Phosphate Fertilizer Supply on Protected Lettuce Yield and Phosphorus Use Effciency

CHEN Juan1，LIAO Hong1，ZHAO Yong-zhi1，QU Ming-shan1*，HAN Bao2，ZHAO Yue3，WU Wanjun4，ZHAO Yi5，ZHANG Huai-wen6
（1Beijing Soil Fertilizer Extension Service Station，Beijing 100029，China；2Institute of Agricultural Science of Fangshan，Beijing 102488，China；3Beijing Daxing Agrotechnical Ptechnique Popularization Station，Beijing 102600，China；4Agricultural Technology Extension Station in Tongzhou，Beijing 101101，China；5Agricultural Technology Extension Station in Yanqing，Beijing 102100，China；6Institute of Agricultural Science of Shunyi，Beijing 101300，China）

The determination of the critical soil available phosphorus（P）value and reasonable fertilizer measures play significant roles in P recommendation and high yield in the vegetable fields．This study designed the experiments for lettuce（Lactuca sativa L. var. capitata L.） in 5 sites in Beijing suburbs．This test consisted of 5 treatments：treatment 1，no organic fertilizer and P fertilizer；treatment 2，only with organic fertilizer；treatment 3，organic fertilizer and P based-fertilizer（one time）；treatment 4，organic fertilizer，P based-fertilizer and 3 times top-dressed fertilizers；treatment 5，organic fertilizer and P based-fertilizer（the dosage is 2 times of treatment 3）．In this study，we analyzed the critical soil available P value by linear platform model and effects of different phosphate fertilizer measures on the protected lettuce yield and phosphorus agronomic efficiency（PAE）by some relevant data（e.g.phosphate fertilizer supply，yield）in Beijing suburbs．The results indicated that critical soil available P value of protected lettuce was 81.2 mg·kg-1in Beijing suburbs．When the critical soil available P value was less than 81.2 mg·kg-1，compared with the yield in treatment 1，the yield in treatment 2，treatment 3，treatment 4 and treatment 5 was increased by 7.73%，12.80%，18.60%，and 12.56%，respectively，above all，the average yield in treatment 4 was the highest．The PAE of each treatment was positive in each site.When the critical soil available P value was higher than 81.2 mg·kg-1，it could not increase the yield by increasing the P fertilizer rate with higher environmental impacts．Therefore，when the critical soil available P value was less than 81.2 mg·kg-1，the measures in treatment 4（organic fertilizer，P based-fertilizer and 3 times top-dressed fertilizers）is the best way to improve the lettuce yield and PAE；when the critical soil available P value is higher than 81.2 mg·kg-1，the P fertilizer can be not need to apply in season in Beijing suburbs．

Lettuce；Critical soil available phosphorus；Fertilizer measures；Yield；Phosphorus agronomic efficiency（PAE）

陳娟，女，副科長(zhǎng)，農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料方面的研究，E-mail：qficj@163.com

*通訊作者（Corresponding author）：曲明山，男，科長(zhǎng)，高級(jí)農(nóng)藝師，主要從事土壤肥料方面的研究，E-mail：qumingshan@163.com

2016-08-22；接受日期：2016-11-29

北京市農(nóng)業(yè)局科技項(xiàng)目（PXM2014-036205-000012）